锆英粉和硅酸锆
来源:    发布时间: 2017-05-25 10:29   22790 次浏览   大小:  16px  14px  12px
为什么硅酸锆在陶瓷中不可替代?您知道您用的增白剂的成分吗?一、锆英砂我们来谈谈锆英砂(锆英石),它是最重要的含锆矿物,在锆矿物中分布最广、储量最大、类型最多,是一种以锆的硅酸盐为主要组成的矿物。锆英砂是制取锆、铪及多种锆制品的主要原料,具有熔点高、热导率低、线膨胀系数小等特点,广泛用于陶瓷、冶金、铸造和耐火材料等行业。其化学构成:锆英砂理论组成:ZrO2:67.1%,SiO2:32.9%。有时含MnO、CaO、MgO、Fe2O3、Al2O3等混入物。颜色多样,有紫红、黄褐、淡黄、淡红、绿、灰、无色等金刚光泽,硬度:(莫氏)硬度7.5~8,比重:4.4~4.8,熔点:2340~2550℃,线性热膨胀系数:5.0×10-6m/℃(200~1000℃)且耐热震动,稳定性良好。习惯上人们通常按锆英砂中的ZrO2(有用成分)的含量将锆英砂分为66度、65度、63度、60度,锆英砂一般为80-120目;行业上将细度在325目(40微米左右)的锆英砂称为锆英粉,细度超过2000目的则称为硅酸锆,世界范围的分布状况:锆英砂在各种火成岩中作为副矿物产出,在碱性岩和碱性伟晶岩中可富集成矿;锆石也常富集于砂矿中。从资源地域分布上来看,其主要掌握在澳大利亚(44.6%)、南非(25%)、乌克兰、印度和巴西的手中,五个国家占据了全球86%的锆矿资源,资源垄断十分明显。中国锆矿储量占世界锆矿资源储量不足1%。随着勘探工作的进一步深入,莫桑比克、印度尼西亚、马达加斯加、印度和越南的锆矿产量呈增长态势,为全球锆矿供给作出边际贡献。从公司层面来看,全球锆矿供给主要由澳大利亚的ILUKA、Rio Tinto和南非的Exxaro所控制。 

锆英砂价格:

年份

ILUKA(年平均含税价)

2010

7000

2011

15000

2012

14000

2013

9000

2014

8000

2015

8000

2016

7450

2017

??????

锆英砂是生产锆制品的最初原料,可用于生产硅酸锆和氧氯化锆,而氧氯化锆是生产碳酸锆、硫酸锆、二氧化锆、复合氧化锆、金属锆等锆制品的主要原料,复合氧化锆则是生产氧化锆结构陶瓷的主要原材料。其上下游关系图如下:

 

锆英砂工业用途如下:

 

 

序号

工业用途

占比

1

陶瓷业

56.11%

2

氧化锆业和锆化工业

17.78%

3

耐火材料业

10.56%

4

铸造业

8.89%

5

电视玻璃

3.89%

6

其他行业

2.78%

 

二、硅酸锆

硅酸锆是由锆英砂经过湿法球磨工艺和干法工艺得到超细的粉末。主要在陶瓷坯体中当增白剂和乳浊剂使用,在我们所用的乳浊剂,例如ZrO2、ZrSiO4、SeO2、TiO2、ZnO等,ZrSiO4是唯一的天然结晶状态,其他的则都是经化学反应的化工产品。锆在地壳中的丰富值为0.2%,储量比较丰富,而且天然矿物大都以锆英砂的形式而存在,到目前为止的研究尚无天然结晶的矿物被应用于乳浊剂,这当然是由自身结构方面的原因。因此,硅酸锆在陶瓷坯釉料主要有如下作用:①乳浊(避光)、增白,②加强坯体强度,③增强抗水解性,④增强硬度和耐磨度. ZrSiO4在陶瓷坯釉中作用的不可替代性的结论,直到今天的实践证明,找到硅酸锆的替代品仍是一项非常艰难的工作。硅酸锆市场有很多种,您买得硅酸锆属于什么含量的。以66含量为基准,以ATO湿法高级砂球磨的硅酸锆为标准,其成分为:SiO2<32%,Al2O3<1%,ZrO2>65.3%,Fe2O3<0.1%,TiO2<0.1%,杂质含量总和不超过1%.如何能得到硅酸锆的全分析呢,什么分析方法能得到硅酸锆真实含量,我们对比了目前硅酸锆的化学分析方法,化学分析方法测定锆(铪)合量和XRF测锆(铪)合量的差别

 

化学分析锆(铪)

X荧光分析法测定锆(铪)

理论依据

GB/T 4984-2007

a)苦杏仁酸重量法

bEDTA络合滴定法

X荧光分析,根据锆(铪)原子核外层电子对X射线反射、折射和散射产生的特征谱线,与标准物质曲线强度对比

测定操作过程

样品预处理:过程完全一致,包括

破碎、粉磨、烘干、灼烧

样品预处理:过程完全一致,包括

破碎、粉磨、烘干、灼烧

熔样:a) 硫酸+氢氟酸熔样法

      b)硼酸+碳酸钠混合熔样法

熔样:硼酸锂熔样法,制成硼酸盐玻璃片

溶解分离洗涤:a,b两种方法有着复杂的溶解、分离、洗涤和沉淀过程

溶解分离洗涤: 无

分析测定过程:

a)        需要将洗涤好的沉淀物在高温炉中灼烧称重

b)       需要精确络合滴定,并要减去杂质干扰

分析测定过程:

放入荧光分析仪,开启程序测定7~8分钟结果自动显示(所有结果)

优点缺点

优点:国标方法;

缺点:检测时间长、影响因素多,结果波动大,对分析检测人员的责任心和技术水平要求高

优点:制样时间短,检测速度快,检测结果稳定 。

缺点 :对标准物质依赖,仪器价格较为昂贵

 

其SiO2和Al2O3的含量可以看出硅酸锆的的球磨工艺,具体想知道更多细节,可以关注淄博博泰斯特技术服务有限公司微信公众号。 ZrO2,Fe2O3,TiO2的含量可以看出生产硅酸锆所球磨用的锆英砂的品质,具体想知道更多细节,可整体全分析可以看出您买的硅酸锆有没有掺假? 那么大家所谓的增白剂又是什么呢?请关注淄博博泰斯特技术服务有限公司微信公众号。
 
三、锆英粉
通常锆英粉指的是锆英砂经过一定工艺磨成325目,用于陶瓷熔块和耐火材料行业中,其陶瓷熔块主要用在锆白熔块和喷墨熔块中,而在锆白熔块和喷墨熔块中其机理有所不同,大家所用锆英粉的差异也很大。锆白熔块除了要求锆含量足够,对铁、钛、铝含量都有要求,铁钛含量偏高,釉面容易发黄,铝含量偏高,釉面乳浊度容易变差,而喷墨熔块对铁钛含量要求偏低,主要用于其有助于发色,所以市场上出现了很多品位的锆英粉,其中目前山东地区对锆的检测主要是依靠EDTA络合滴定法,对锆含量没有进行每批检测,造成产品批次质量相当的不稳定。

市场上用量比较大锆英砂经过化学分析对比表

 

MB高级

MB标准

南非

印尼

莫桑比克

越南

海南

ZrO2(%)

65.95

65.71

 

66.54

 

 

66.51

SiO2(%)

33.37

33.41

 

33.10

 

 

32.47

Al2O3(%)

0.52

0.63

 

0.23

 

 

0.06

Fe2O3(%)

0.03

0.05

 

0.03

 

 

0.21

K2O(%)

0.05

0.05

 

0.05

 

 

0.02

TiO2(%)

0.05

0.12

 

0.01

 

 

0.28

PbO(%)

0.02

0.02

 

0.03

 

 

0.03

烧失(900

0.05~0.3

0.05~0.3

 

0.05~0.3

 

 

0.05~0.9

 

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